小编带你涨姿势!全球公认最奇葩的六种发动机

中国汽车消费网 2018-02-12 责任编辑:孙永乐 向编辑提问

  众所周知,当前乘用车市场最常见的就是直列型和V型发动机,其中又以L4(直列四缸)、V6(V型六缸)为主,当然也有沃尔沃、奥迪的L5,宝马、奔驰的L6,以及各种L3、V8/V10/V12发动机。这些都只是在原有设计思路的基础上增/减缸数。从整个市场来看,也有很多车企喜欢从各个角度打破常规,保时捷、斯巴鲁的水平对置发动机,大众W型发动机大家或许有所耳闻,但相信关于星型发动机和转子发动机,普通消费者一定知之甚少,本期小编就带大家一起开开眼界。

  ●星型发动机

  星型发动机(radial engine)跟汽车发动机一样是往复式活塞内燃机,二战前中期的飞机,包括日本的零式、美国的P47雷电都配备这种发动机。直到后期德国才正式将燃气涡轮飞机开进战场(产量太少,无力回天),也就是当代最普遍的军用飞机发动机。

  现在我们还可以在很多改装重机车上看见该类型发动机,一般都为单数缸,3、5、7、9的都有,如果需要提高功率,还可以配合正时曲轴,多层气缸组叠加使用。星型发动机相比现在的直列式发动机少了很多外围组件,包括曲轴连杆、散热系统以及飞轮,占用体积小,质量轻。在二战时期的飞机上均垂直放置在飞机螺旋桨的后方,直接带动螺旋桨旋转,核心部件占用空间小,飞机受致命伤的概率低,这也是其被广泛应用的原因。

  不能被汽车沿用有多方面原因,首先是发动机在汽车上不好水平放置,因为这样输出轴就变成了垂直的,而跟飞机一样垂直放置则会导致重心过高。此外,这种发动机气缸分布角度实在太奇葩,现在的水平对置发动机都因为润滑问题伤透脑筋,这种每个气缸角度都不一样的发动机,还有几个是近乎倒立的,很难满足润滑要求。

  或许你会问,为啥飞机不在乎这个问题?答案是,润滑问题导致的磨损撑死就是烧机油严重点,你觉得战斗机飞行员在生死存亡时刻会在乎自己的飞机烧机油是否严重?

  ●本田NR系列椭圆活塞发动机

  气缸/活塞必须是圆柱形的吗?本田说,那不一定...在1987年的法国勒芒赛道上,本田车队新战车的亮相吸引了全场的目光,它就是NR750,这台车使用的是本田最奇葩的NR椭圆活塞发动机,其相比于常规圆形活塞拥有更多气门,更流畅的进排气以及更高的转速极限。

  V4的气缸布局,椭圆的气缸和活塞形状,每个气缸可以配两个火花塞、两个喷油嘴、八个气门,每个活塞配备两个连杆,发动机转速可以轻松达到2万转速以上,动力可以调至200马力以上!初次露面的NR750不费吹灰之力便轻取了杆位,将对手远远抛在了身后。

  成熟的发动机制造体系下,工程师可以根据自己的想法实现各种别人觉得天方夜谭的设定,正是这种创造性成就了本田“技术宅”的人设。这也是目前自主车企最缺乏的能力,始终亦步亦趋跟随外企的脚步前进,靠采购零部件组装、调校、检测卖车,没有一样是自己独立开发并实现量产的核心技术,永远不可能真正站到巅峰。

  ●大众Vr6发动机

  V型发动机的气缸夹角一般在60°左右,高档跑车则大多是90°,例如迈凯伦的V8发动机,而大众的Vr6的夹角只有15°,是V型发动机中的奇葩,现役大众途昂搭载的2.5T V6发动机就这种布局。

  Vr6的小夹角设计最大的优势就是结构紧凑,狭窄的夹角可以跟直列发动机一样,让所有气缸共享一个外壳,长度远比L6短,宽度小于正统V6,也仅需两根凸轮轴(DOHC)即可满足气门的进/排气正时,结构相比正统V6有明显简化,当然,比直列发动机还是更复杂一些。

  缺点同样十分明显。看似结构相比V6明显简化,实际上却带来了有关振动、散热以及进/排气系统上的一系列问题。振动明显,噪音大,相互交错的气缸让新鲜空间难以进入远端的气缸侧,废气也难以从远端排入排气总管。总之,这种发动机为了缩小尺寸,限制成本付出了很大的代价,这也是其没有成为主流V6发动机的最重要原因。

  ●大众W8/W12/W16发动机

  如果将上面的Vr6当成一个直列六缸发动机看待,再将两台Vr6以72°夹角组合,就成了一台W12发动机,也就是在奥迪A8、宾利慕尚上使用的W12型发动机。此外,大众还曾推出过W8发动机,两侧是Vr4,而在布加迪威航和Chiron上使用的则是W16发动机,两侧是Vr8,最大功率达到惊人的1500马力。

  Vr6本身就不是一个合理的作品,W12相比之下就存在着更多的技术难题,体积非常庞大,结构非常复杂,完全是两套缸体,却要相互配合对外输出扭矩,不夸张的说,这就是工程为了凸显逼格在找罪受。实际上,大众的Vr6至今依旧存在,很大程度上要归功于W型发动机,毕竟W型发动机的研发就是以Vr6为基础的。换句话说,把奥迪A8、布加迪Chiron上的W型发动机拆半个下来依旧可以独立运行,想想也是蛮带感的。

  ●保时捷/斯巴鲁水平对置发动机

  将V型发动机的夹角扩大至180°就成了水平对置发动机,因为发动机工作时活塞就像拳击手相互出拳,所以俗称拳头发动机(boxer engine)。虽然这个概念最早是奔驰始祖——卡尔·本茨提出来的,但奔驰并没有继承“祖宗遗志”,目前仅保时捷和斯巴鲁在生产这样的奇葩机头,同时,这也是它们的最大卖点。

  因为这种发动机的主体结构完全平躺在底盘上,所以相比L型/V型其最大的优势就是重心低,这对家用车来说意义不大,但对追去性能和操控极限的跑车来说就十分必要,能够有效提升整车的动态稳定性,过弯时抗侧倾能力更强。此外,这种结构下活塞是左右相对运动的,水平方向产生的振动会相互抵消,发动机的平顺性同样非常出色。

  缺点自然是造价,气缸的需要两套相同的配气、正时、润滑、冷却系统辅助工作,对工艺要求非常高。如果加装涡轮增压器的话,也只能装在气缸两侧(双涡轮),占用面积也很大,机舱布局也与主流车完全不同,什么都要定制,成本自然高的吓人。

  此外,因为气缸是平躺运动的,所以润滑油因为重力作用只能“滋润”发动机下半身的运动件,磨损不均匀,容易烧机油,需要特制的润滑系统才能有效润滑,这是核心技术。实际上,即使是保时捷这种肯为发动机无脑烧钱的主儿,718、911会烧机油的问题依旧没法有效解决,只不过产销不高,而且售后服务到位,这样的问题并不会影响用户体验。

  ●汪克尔发动机

马自达转子发动机

  汪克尔发动机属于无活塞回旋式四行程内燃机的一种,曾在马自达多款高性能车上出现,并命名为“转子发动机”,实际上无活塞回旋式引擎都可以称为转子发动机,马自达所谓的“转子发动机”只是其中一种。

奎西发动机

  汪克尔发动机转子转动一圈可做功三次,而普通活塞式发动机转动两圈才做功一次,所以前者更容易拉高转速,由于只有两个转动部件,所以体积缩小、重量轻,故障率也减少。转子旋转的圆形运动比往复式活塞引擎的水平直线运动(靠活塞连杆、曲轴带动活塞)运行得更平顺,故汪克尔引擎的震动与噪音比较小。

  对于汪克尔发动机发动机,我们最熟悉的莫过于马自达经典的RX-7跑车,虽然由于发动机寿命短而发展受限,但随着技术发展,新材料的应用也将逐渐扩展到汽车领域,或许可以解决气密性问题也说不定。最新消息显示,马自达至今也未放弃转子发动机的研发,在未来推出的马自达2、RX9混动版上,或引入转子发动机作为辅助动力,稳定的转速和负载将为这种类型的发动机提供更友好的工作环境。


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